(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における動作時に予熱プラグの温度を決定するための方法において、
前記方法は、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に対して記憶された、第１および第２の電圧にそれぞれ依存した所定の第１および第２の参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）の較正ステップを含んでおり、
前記較正ステップにおいて、
前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に前記第１の電圧を印加し、それにより前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の第１の抵抗値（Ｒ２１7；Ｒ２２7）を測定し、前記第１の参照温度−抵抗相関（Ｂ）に基づき、該第１の抵抗値（Ｒ２１7；Ｒ２２7）に第１の温度値（Ｔ２１7；Ｔ２２7）を対応付け、
前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に前記第２の電圧を印加し、それにより第２の抵抗値（Ｒ２１4；Ｒ２２4）を測定し、前記第２の参照温度−抵抗相関（Ｆ）に基づき、該第２の抵抗値（Ｒ２１4；Ｒ２２4）に第２の温度値（Ｔ２１4；Ｔ２２4）を対応付け、
前記第１の抵抗値と前記第１の温度値とからなる第１の値ペア（Ｒ２１7；Ｔ２１7）、及び、前記第２の抵抗値と前記第２の温度値とからなる第２の値ペア（Ｒ２２4；Ｔ２２4）から、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に固有の予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を形成し、
前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を記憶し、
前記内燃機関における前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の動作中には、記憶された前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ；ＩＩＩ）から前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の温度を決定する、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記内燃機関は複数の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）を備えており、複数の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に対してそれぞれ前記較正ステップが実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に対してそれぞれ求められた前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を記憶する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および前記第２の参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）を、所定の予熱プラグタイプの、異なる製造公差を有している、未だ前記内燃機関に取り付けられていない複数の予熱プラグから、該複数の予熱プラグの製造後に予熱プラグ抵抗に対する温度の平均値特性として決定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および前記第２の参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）を参照特性線として形成し、
前記参照特性線に、当該参照特性線と同じ勾配を有している公差帯（Ｂ１，Ｂ２；Ｆ１，Ｆ２）を設ける、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）が各予熱プラグタイプに対して一度だけ求めて記憶されている、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記予熱プラグの最初の較正ステップを自動車の生産ラインの最後に実施する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を決定するための前記較正ステップを、前記内燃機関を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する制御装置（４，７）のアフターランフェーズにおいて実施する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を決定するための前記較正ステップを複数回反復する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を決定するための前記較正ステップの反復頻度は、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の予熱実施回数及び／又は予熱期間に依存する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を決定するための前記較正ステップを、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の交換後に実施する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の抵抗値（Ｒ２１7，Ｒ２２7）乃至前記第２の抵抗値（Ｒ２１4，Ｒ２２4）を、前記第１の電圧乃至前記第２の電圧を印加した後の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）内の温度が一定した後に測定する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
メモリユニット（１２）を備えた内燃機関における動作時に予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の温度を決定するための装置において、
前記装置は、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に対して前記メモリユニット（１２）に記憶された、第１および第２の電圧にそれぞれ依存した所定の第１および第２の参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）の較正ステップを実施し、
前記較正ステップにおいて、前記装置は、
前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に第１の電圧を印加し、それにより前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の第１の抵抗値（Ｒ２１7；Ｒ２２7）を測定し、前記第１の電圧に依存した所定の第１の参照温度−抵抗相関（Ｂ）に基づき、該第１の抵抗値（Ｒ２１7；Ｒ２２7）に第１の温度値（Ｔ２１7；Ｔ２２7）を対応付け、
前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に第２の電圧を印加し、それにより第２の抵抗値（Ｒ２１4；Ｒ２２4）を測定し、前記第２の電圧に依存した所定の第２の参照温度−抵抗相関（Ｆ）に基づき、該第２の抵抗値（Ｒ２１4；Ｒ２２4）に第２の温度値（Ｔ２１4；Ｔ２２4）を対応付け、
前記第１の抵抗値と前記第１の温度値とからなる第１の値ペア（Ｒ２１7；Ｔ２１7）、及び、前記第２の抵抗値と前記第２の温度値とからなる第２の値ペア（Ｒ２２4；Ｔ２２4）から、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に固有の予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を形成し、
前記メモリユニット（１２）に前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を記憶し、
前記内燃機関における前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の動作中に、前記装置は、前記メモリユニット（１２）に記憶された前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）から、前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）の温度を決定する、
ことを特徴とする、装置。
【請求項１４】
前記内燃機関は複数の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）を備えており、複数の前記予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）に対してそれぞれ求められた前記予熱プラグ固有温度−抵抗相関（ＩＩ，ＩＩＩ）を記憶する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１および前記第２の参照温度−抵抗相関（Ｂ，Ｆ）を、所定の予熱プラグタイプの、異なる製造公差を有している、未だ前記内燃機関に取り付けられていない複数の予熱プラグ（２１，２２，２３，２４）から、該複数の予熱プラグの製造後に予熱プラグ抵抗に対する温度の平均値特性として決定する、請求項１３または１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度−抵抗参照相関を決定する、内燃機関における動作時に予熱プラグの温度を決定するための方法、及び、当該方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に使用される予熱プラグは、製造技術的に、公称電圧に対して、予熱プラグにおいて調整すべき温度の所定の公差を有している。即ち、例えばセラミック製予熱プラグの場合、予熱プラグの制御に用いられる７Ｖの公称電圧では、１，２００℃の温度が予熱温度として挙げられているが、この温度は±５０Ｋの公差を含んでいる。このことは、予熱プラグの最高温度が１，２５０℃を超えてはならないことを意味している。内燃機関における予熱プラグを制御する制御装置が使用される場合、例えば１，２００℃の所望の温度に対する偏差が存在している可能性があることを考慮しなければならない。内燃機関における予熱プラグの動作中、制御装置は変化する公差に反応することができないので、１，２００℃の最高予熱プラグ温度を制御装置において固定的に設定しなければならない。
【０００３】
ドイツ公開特許出願ＤＥ１０２００８０４０９７１Ａ１号（特許文献１）からは、内燃機関における予熱プラグの温度を閉ループ制御するための方法及び装置が公知である。この方法においては、内燃機関の参照動作時に、少なくとも一つの予熱プラグの測定された温度と測定された抵抗との間の算術的な関係が形成される。この際、抵抗は、実際に印加される電圧と、予熱プラグに実際に流れる電流とから得られる。また、上述の算術的な関係は、プラグの寿命全体に亘り動的に適合され、内燃機関の動作全体に使用される。この方法では、適用品質を改善するために、内燃機関の変化する複数の動作条件を考慮しなければならない。これによって、内燃機関に予熱プラグを使用する場合に大きな公差を考慮しなければならなくなるので、既に取り付けられている予熱プラグに対する制御装置の適用が困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ公開特許出願ＤＥ１０２００８０４０９７１Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、内燃機関の動作中に予熱プラグを制御する制御装置を使用する際に予熱プラグの実際の公差を考慮する、内燃機関の動作時に予熱プラグの温度を決定するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この課題は、予熱プラグを内燃機関に取り付けた後に、較正ステップが実施され、この較正ステップにおいて、予熱プラグを内燃機関に取り付ける前に決定された温度−抵抗参照相関を用いて、予熱プラグ固有温度−抵抗相関が求められ、この予熱プラグ固有温度−抵抗相関から内燃機関における予熱プラグの動作中の予熱プラグの温度が決定されることによって解決される。このことは、予熱プラグのより高い最高温度を制御装置において適用できるという利点を有している。より高いプラグ温度を制御装置において適用できることによって、内燃機関の改善された始動特性及び／又はより静かなアイドリング運転が達成される。更には、内燃機関の排ガスエミッションを低減することができる。
【０００７】
非常に簡単で廉価な実施の形態においては、較正ステップの間に、予熱プラグに第１の電圧が印加され、それにより予熱プラグの第１の抵抗が求められ、その求められた抵抗に、温度−抵抗参照相関に基づき第１の温度が対応付けられ、第１の温度−抵抗値ペアから予熱プラグ固有温度−抵抗相関が形成される。これによって、直接的な温度測定を行うことなく予熱プラグの実際の温度が求められる。これは予熱プラグにおける測定システムを簡略化する。
【０００８】
有利には、同じ予熱プラグに第２の電圧が印加され、それにより第２の抵抗が測定され、その測定された第２の抵抗に、第２の温度−抵抗参照相関に基づき第２の温度が対応付けられ、そのようにして決定された、第１の測定された抵抗と対応付けられた第１の温度とからなる第１の値ペア、並びに、第２の測定された抵抗と対応付けられた第２の温度とからなる第２の値ペアから、予熱プラグ固有温度−抵抗相関が形成される。二つの温度−抵抗値ペアが存在することによって、単純な直線状の予熱プラグ固有温度−抵抗相関を求めることができ、この予熱プラグ固有温度−抵抗相関によって予熱プラグの実際の動作温度を確実に決定することができる。その結果、制御装置における更なる処理の際に、予熱プラグの信頼性の高い開ループ制御乃至閉ループ制御が実現される。
【０００９】
一つの実施の形態においては、温度−抵抗参照相関が、或る予熱プラグタイプの予熱プラグの異なる製造公差を有している複数の予熱プラグから、それらの予熱プラグの製造後に予熱プラグ抵抗の平均値として決定される。一つの生産単位の或る予熱プラグタイプの複数の予熱プラグの温度−抵抗値が評価されることに基づき、既知の平均値から、予熱プラグ固有温度−抵抗相関の公差幅を決定する際の非常に高い信頼性が保証される。内燃機関における予熱プラグの動作中の参照測定を省略することができ、これによって、内燃機関の現在の動作状態に起因する温度−抵抗参照相関の不利な影響も抑制される。
【００１０】
一つの変形形態においては、温度−抵抗参照相関が参照特性曲線、有利には参照直線として形成されている。参照特性曲線には、この参照特性曲線と同じ勾配を有している公差帯が設けられる。平均値曲線として形成されているこの参照特性曲線を中心とした、予熱プラグ抵抗に依存する予熱プラグの温度のばらつきは、技術的情報資料に示されている±５０Ｋの値を使用する場合よりも少ない。これによって、各予熱プラグに関する公差が低減される。公称電圧が予熱プラグに印加されて抵抗が測定されると、参照特性曲線を用いて、公差の比較的小さい温度を決定することができる。
【００１１】
一つの発展形態においては、参照特性曲線が各予熱プラグタイプに対して一度だけ求められ、記憶される。この場合、参照特性曲線の公差は予熱プラグタイプにのみ依存する。従って、内燃機関において予熱プラグを使用する際にしか決定できない、個々の予熱プラグに関する公差を決定する際に、内燃機関の動作プロセスを考慮する必要はない。これによって、予熱プラグの較正方法が簡略化されるだけでなく、予熱プラグの実際の動作温度を決定する際の精度も改善される。これによって、予熱プラグが有することのできる最高温度における公差幅が縮小され、また、予熱プラグのより高い最高温度を制御装置に適用することができる。更には、一度だけ求められた温度−抵抗参照相関が、同一の生産単位の総ての予熱プラグに対して使用される。各予熱プラグに対して個別の参照を求める必要はない。
【００１２】
有利には、予熱プラグの第１の較正ステップが自動車の生産ラインの最後に実施される。これによって、内燃機関に取り付けられた予熱プラグが車両の運転開始時に既に較正されていることが保証される。
【００１３】
一つの別の実施の形態においては、予熱プラグ固有温度−抵抗相関を決定するための較正ステップが、内燃機関を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する制御装置のアフターランフェーズにおいて実施される。制御装置のアフターランフェーズにおいては依然として再現可能な所定の機関動作状態が存在しているので、それにより、内燃機関のこの動作状態を用いることができるので、精度の高い較正を実施することができる。
【００１４】
有利には、予熱プラグ固有温度−抵抗相関を決定するための較正ステップが何度も反復される。内燃機関における予熱プラグの寿命に亘り較正測定を反復することによって、予熱プラグにおける経年劣化現象を予熱プラグ固有温度−抵抗相関において考慮することができ、それによって、予熱プラグの実際の予熱温度を決定する際の精度が高められる。
【００１５】
予熱プラグの寿命に亘りその予熱プラグの経年劣化プロセスを考慮するために、予熱プラグ固有温度−抵抗相関を決定するための較正ステップの反復頻度は、予熱プラグの予熱実施回数及び／又は予熱強度及び／又は予熱期間に依存する。これによって、較正の精度は、内燃機関において使用している間に予熱プラグを何度も調整することによって改善される。
【００１６】
選択的に、予熱プラグ固有温度−抵抗相関は、予熱プラグの交換後に決定される。この場合、予熱プラグの後続の開ループ制御及び／又は閉ループ制御は、常に予熱プラグの実際の温度を基礎とすることが保証される。
【００１７】
予熱プラグの信頼性の高い代表的な抵抗値を得るために、第１の抵抗乃至第２の抵抗の測定は、第１の電圧乃至第２の電圧を印加した後の予熱プラグ内の定常的な温度経過の発生後に行われる。これによって、測定前に予熱プラグは均等に予熱されていること、また、定常的でない温度分布が測定プロセスを劣化させないことが保証される。
【００１８】
本発明の別の実施の形態は、温度−抵抗参照相関が記憶されているメモリユニットと接続されている処理ユニットを備えている、内燃機関における動作時に予熱プラグの温度を決定するための装置に関する。制御装置における適用時に予熱プラグの最高許容温度の公差幅を縮小するために、処理ユニットは、予熱プラグを内燃機関に設置した後に較正ステップを実施し、この較正ステップにおいて、予熱プラグを内燃機関に設置する前に決定された温度−抵抗参照相関を用いて、予熱プラグ固有温度−抵抗相関が求められ、メモリユニットに記憶された、その予熱プラグ固有温度−抵抗相関から、処理ユニットが、内燃機関における予熱プラグの動作中に予熱プラグの温度を決定する。このことは、制御装置において予熱プラグのより高い最高温度を適用できるという利点を有している。より高い予熱プラグ温度を制御装置において適用できることによって、内燃機関の改善された始動特性及び／又はより静かなアイドリング運転が達成される。更には、内燃機関の排ガスエミッションを低減することができる。
【００１９】
有利には、第１の電圧を予熱プラグに印加する処理ユニットが電流センサと接続されており、この電流センサは、第１の電流信号を処理ユニットに転送し、処理ユニットは、この第１の電流信号から第１の抵抗値を決定し、また、この第１の抵抗値に、記憶されている温度−抵抗参照相関に基づき第１の温度値を対応付け、続いて、第２の電圧を予熱プラグに印加し、電流センサが処理ユニットに第２の信号を供給し、この第２の信号から処理ユニットは第２の抵抗値を求め、この第２の抵抗値に温度−抵抗参照相関に基づき第２の温度値が対応付けられ、処理ユニットは、第１の温度−抵抗値ペア及び第２の温度−抵抗値ペアから予熱プラグ固有温度−抵抗相関を決定する。従って、予熱プラグ固有温度−抵抗相関の決定は、それ自体既に設けられているハードウェアを用いて実施され、これによって廉価な方法が実現される。二つの温度−抵抗値ペアが存在することによって、単純な直線状の予熱プラグ固有温度−抵抗相関を求めることができ、この予熱プラグ固有温度−抵抗相関は、制御装置における更なる処理の際に、予熱プラグの信頼性の高い開ループ制御乃至閉ループ制御を保証する。この場合、予熱プラグの実際の動作温度が確実に決定される。
【００２０】
本発明により多数の実施の形態が実現される。それらのうちの一つの実施の形態を複数の図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】自動車における予熱システムの原理図を示す。
【図２】７Ｖの公称電圧での、或る予熱プラグタイプの予熱プラグの一つの生産単位の温度−抵抗特性を示す。
【図３】４Ｖの公称電圧での、図２に示した予熱プラグタイプの複数の予熱プラグの一つの生産単位の温度−抵抗特性を示す。
【図４】個々の予熱プラグの予熱プラグ固有温度−抵抗相関を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
同一の構成要素には、同一の参照番号を付している。
【００２３】
冷たい内燃機関、特にディーゼル機関は、周囲温度が４０℃を下回る場合、内燃機関に供給される燃料空気混合気を点火するために始動支援を必要とする。始動支援として、複数の予熱プラグ、予熱時間制御装置、及び、機関制御装置又は前述の予熱時間制御装置に格納されている予熱ソフトウェアからなる予熱システムが使用される。更には、予熱システムは車両の排気エミッションを改善するために利用される。予熱システムの別の使用分野はバーナー排ガスシステム、補助ヒータ、燃料の予備加熱又は冷却水の予備加熱である。
【００２４】
図１には、その種の予熱システムが示されている。この予熱システムにおいては、複数の予熱プラグ２１−２４が設けられており、各予熱プラグ２１−２４は、内燃機関の燃焼室の、詳細には示していないシリンダ内に突出している。それらの予熱プラグ２１−２４は同一の構造を有しており、一般的な低電圧予熱プラグを表している。図１においては、見易くするために、それらの予熱プラグ２１−２４が内燃機関のアース３へと繋がっている等価抵抗として示されている。
【００２５】
予熱プラグ２１−２４は予熱時間制御装置４と接続されており、この予熱時間制御装置４は、各予熱プラグ２１−２４に対して一つの電力半導体５１−５４を有している。予熱時間制御装置４は、入力信号及び出力信号を処理するためのマイクロコントローラ４ａを備えている。更に、車両電源６が予熱時間制御装置４と接続されており、予熱時間制御装置４は、電力半導体５１−５４を介して予熱プラグ２１−２４に所要公称電圧を供給する。予熱制御装置４は機関制御装置７に接続されており、この機関制御装置７自体は、詳細には図示していない内燃機関と接続されている。機関制御装置７及び予熱時間制御装置４は、インタフェースを有している。このインタフェースを一線式又は二線式の結線１０，１１から構成することができる。このインタフェースを介して、機関制御装置７と予熱時間制御装置４との間でデータが交換され、更には、予熱時間制御装置４の制御も診断通信も行われる。
【００２６】
予熱時間制御装置４は、電力半導体５１−５４を介して予熱プラグ２１−２４にパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ信号）を出力し、この出力信号によって各予熱プラグ２１−２４における所要予熱プラグ制御電圧が調整される。デューティ比（即ち、ＰＷＭ信号のオフ時間とオン時間との比率）を選択することによって、ＰＷＭ信号によって供給される電圧を考慮して、予熱プラグにおける所望の実効電圧（予熱プラグ制御電圧）を実現することができる。この際に、自動車が使用できるバッテリ電圧も考慮することができる。予熱時間制御装置４は、メモリユニット１２を備えている。各予熱プラグ２１−２４を流れる電流を測定し、マイクロコントローラ４ａに伝送するために、予熱プラグ２１−２４に対応付けられており、また有利には、スマート電界効果トランジスタ（Smart Field Effekt Transistor ）として構成されている電力半導体５１−５４が使用される。それらの電力半導体５１−５４はＰＷＭ信号を形成し、それと同時に電流を測定する。マイクロコントローラ４ａは、測定された電流から相応の抵抗値を検出する。選択的に、スマート電界効果トランジスタの代わりに、ＭＯＳＦＥＴ及びシャントを使用することもできる。
【００２７】
予熱時間制御装置４による個々の予熱プラグ２１，２２，２３，２４についての正確な制御を保証するために、内燃機関における動作中に各予熱プラグ２１−２４に生じる最高予熱温度を求める必要がある。第１のステップにおいて、或る予熱プラグタイプの一つの生産単位の総ての予熱プラグが生産後に評価される。個々の予熱プラグに関して、予熱プラグの生産ラインの最後に公称電圧が各予熱プラグに印加される。或る程度の時間が経過すると、予熱プラグの電流及び温度が求められる。測定された電流から抵抗が求められる。公差から外れる予熱プラグは選り分けられる。
【００２８】
図２には、７Ｖの公称電圧が印加された、生産後の複数のセラミック製予熱プラグに関する測定値群が示されている。個々の点は個々の予熱プラグを表しており、予熱プラグの求められた最高予熱温度には１，２００℃±５０Ｋの公差が含まれる。この公差帯は線Ａ１及びＡ２によって表されており、それらの線Ａ１，Ａ２の間に個々の予熱プラグの測定値群が含まれている。
【００２９】
予熱プラグのこの測定値群から、予熱抵抗Ｒに関する平均値曲線Ｂが求められる。同一の抵抗を有している複数の予熱プラグの温度の平均が取られる。これにより、直線状の第１の平均値曲線Ｂが生じる。この平均値曲線Ｂを中心にして、同様に直線によって境界付けられる公差帯が設けられ、この公差帯は直線状に延びている平均値曲線Ｂと同じ勾配を有している。従って、公差帯は、平均値曲線Ｂに対して一定の幅を伴って平行に延びており、また、破線の直線Ｂ１及びＢ２によって表されている。この平均値曲線Ｂを中心とした、予熱プラグ抵抗Ｒに依存する、前述の生産単位の個々の予熱プラグの温度のばらつきは、公差帯Ｂ１及びＢ２では±３０Ｋである。このことは、７Ｖの公称電圧の印加後に抵抗Ｒが測定される。平均値曲線Ｂを用いることによって、その抵抗には、±３０Ｋの公差を有する、使用される測定された予熱プラグの最高温度を表す温度を対応付けることができる。平均値曲線Ｂは、温度−抵抗参照相関を形成する。
【００３０】
続いて、セラミック製予熱プラグに４Ｖの第２の公称電圧が印加され、測定値群から第２の平均値曲線Ｆが決定される。この第２の平均値曲線Ｆもやはり直線を表し、公差帯Ｆ１，Ｆ２によって包囲されている。この第２の平均値曲線Ｆにおいても、予熱プラグの最高予熱温度の公差は±３０Ｋである。
【００３１】
二つの温度−抵抗参照相関Ｂ，Ｆが求められた後に、第２のステップにおいては、それらの温度−抵抗参照相関が予熱時間制御装置４のメモリ１２に一度だけ固定的に記憶される。それと同時に、生産後に測定されている、前述の生産単位から得られた予熱プラグ２１−２４が内燃機関に取り付けられる。
【００３２】
その後、予熱プラグ２１−２４の最初の較正ステップが行われ、この最初の較正ステップは、車両生産ラインの最後に予熱時間制御装置のアフターラン中に行われる。その種のアフターランは、内燃機関がスイッチオフされる度に常に生じる。その際、予熱時間制御装置の前述のインタフェースは、例えば較正の開始時に工場の試験器によって利用される。
【００３３】
アフターラン中には再現可能な所定の機関動作状態が存在しているので、そのアフターラン中におけるその較正測定の位置決めは重要である。自動車を利用中の較正測定の頻度は、自動車の走行キロ数、予熱プラグにより行われた予熱の頻度、予熱プラグの予熱強度及び予熱プラグの予熱期間に依存する。同様に、この較正は予熱プラグの交換時に行われ、その際に、較正が工場の試験器によって開始されるか、又は、プラグ交換を検出する予熱時間制御装置の機能によって自主的に開始される。
【００３４】
較正ステップは、前述の生産単位から選択された二つの予熱プラグ２１及び２２を例にして詳細に説明する。電流測定によって、予熱時間制御装置４は、予熱プラグ２１乃至２２に対応する抵抗値を求める。７Ｖの第１の公称電圧の印加時に、図２及び図３においては、点２１によって表されている第１の予熱プラグ２１に関して、抵抗Ｒ２１7が測定される。この抵抗Ｒ２１7が図２において平均値曲線Ｂまで延ばされ、抵抗値Ｒ２１7とその平均値曲線Ｂとの交点に基づき、予熱プラグ２１に属する温度Ｔ２１7が求められる。これは図２において線Ｃによって表されている。この第１の値ペアＲ２１7；Ｔ２１7は、予熱プラグ２１の予熱プラグ固有温度−抵抗相関ＩＩを形成するための第１の出発点を表す。
【００３５】
第２の予熱プラグ２２は、図２及び図３において点２２によって示唆されている。この予熱プラグ２２では、７Ｖの公称電圧の印加後に抵抗Ｒ２２7が測定される。この抵抗Ｒ２２7も平均値曲線Ｂまでずらされ、抵抗値Ｒ２２7とその平均値曲線Ｂとの交点に基づき、予熱プラグ２２に属する最高予熱温度Ｔ２２7が求められる。これは、線Ｄによって示唆されている。この値ペアＲ２２7，Ｔ２２7は、第２の予熱プラグ２２の第２の予熱プラグ固有温度−抵抗相関ＩＩＩの出発点として使用される。
【００３６】
図３においては、内燃機関に取り付けられる前に４Ｖの公称電圧で駆動された生産単位の温度−抵抗値が測定されている。この比較的低い公称電圧４Ｖに基づき、抵抗レベル及び温度レベルは、図２に示したものよりも低い。ここでもまた点２１によって表されている予熱プラグ２１を例として取り上げる。予熱プラグ２１が４Ｖの公称電圧で制御された後に抵抗Ｒ２１4が決定される。この抵抗Ｒ２１4が平均値曲線Ｆまでずらされ、その交点に属する、予熱プラグ２１の温度Ｔ２１4が求められる。これは線Ｃによって表されている。４Ｖの公称電圧において決定された値ペア（Ｒ２１4；Ｔ２１4）及び７Ｖの公称電圧に関して求められた値ペア（Ｒ２１7；Ｔ２１7）から、予熱プラグ２１に関して、図４に示されているような、直線状の予熱プラグ固有温度−抵抗相関ＩＩが決定される。
【００３７】
点２２によって表されている予熱プラグ２２では、４Ｖの公称電圧で予熱プラグ２２が制御された際に抵抗Ｒ２２4が測定される。この抵抗Ｒ２２4から第２の平均値曲線Ｆを用いて予熱プラグ２２の温度Ｔ２２4が得られる（線Ｄを参照されたい）。値ペア（Ｒ２２4；Ｔ２２4）及び（Ｒ２２7；Ｔ２２7）によって、図４において直線状に示されているような、第２の予熱プラグ２２に関する第２の予熱プラグ固有温度−抵抗相関を形成することができる。
【００３８】
以上のことから、内燃機関に取り付けられている予熱プラグ２１，２２に任意の電圧が印加されると、参照値曲線Ｂ，Ｆの形態の温度−抵抗参照相関から、予熱プラグ２１，２２の最高予熱温度を決定することができ、そこから図４に示されているような各予熱プラグ２１，２２に関する予熱プラグ固有抵抗−温度相関が求められる。図４には、いわゆる「平均値プラグ」に関する、予熱プラグ固有温度−抵抗相関Ｉが示されている。この予熱プラグ固有温度−抵抗相関Ｉは、７Ｖの公称電圧では平均値曲線Ｂ上にあり、４Ｖの公称電圧では平均値曲線Ｆ上にある温度−抵抗値を有している予熱プラグに対応する。この「平均値プラグ」の予熱プラグ固有温度−抵抗相関Ｉが使用される場合には、±５０Ｋの最高温度公差を前提とする必要がある。
【００３９】
しかしながら、上述のように、予熱プラグ２１，２２の抵抗Ｒが７Ｖ及び４Ｖにおいて測定され、それらの各抵抗値に、平均値曲線Ｂ又はＦを用いて決定された一つの温度値が対応付けられると、値ペアが形成され、それらの値ペアから該当する各予熱プラグ２１，２２に関して一つの予熱プラグ固有温度−抵抗直線が決定される。それらの直線を中心として予期される変動は僅か±３０Ｋである。これによって、±３０Ｋの最大公差によって１，２５０℃の許容最高温度を超えることはなくなるので、予熱プラグ制御装置４においては、予熱プラグ２１，２２の１，２２０℃の最高温度を適用することができ、従って、従来技術よりも高い温度を適用することができる。
【００４０】
それらの予熱プラグ固有温度−抵抗相関（直線ＩＩ及び直線ＩＩＩ）は、予熱時間制御装置４のメモリ１２に記憶される。内縁機関における予熱プラグ２１，２２の動作中に、電圧目標値を達成するために各予熱プラグ２１，２２に印加しなければならない電圧は、開ループ制御又は閉ループ制御される。開ループ制御又は閉ループ制御のために、各予熱プラグ２１，２２の最高予熱温度の知識が必要である。この最高予熱温度は、各予熱プラグにおいて測定された抵抗に基づき、予熱プラグ２１，２２に属する、記憶されている予熱プラグ固有温度−抵抗相関ＩＩ又はＩＩＩから求められる。
【００４１】
内燃機関における予熱プラグ２１，２２の経年劣化を考慮するために、較正ステップを周期的に反復させることができる。
【００４２】
しかしながら、選択的に、予熱時間制御装置４と関連させて説明したプロセスを機関制御装置７によって実施することもできる。その場合には、メモリ１２は、機関制御装置７内に配置されている。
【００４３】
更に、４Ｖ又は７Ｖの公称電圧の印加後の抵抗の測定は、使用される予熱プラグ２１，２２において定常的な温度分布が生じたときに初めて行われる。
【００４４】
本発明に基づき、自動車内に取り付けられている予熱プラグの公差幅が縮小される。従って、より高い最高予熱プラグ温度を、予熱プラグの開ループ制御又は閉ループ制御の際に予熱時間制御装置４又は機関制御装置７において適用することができる。高められた最高予熱プラグ温度によって、改善された始動特性及びより静かな機関アイドリング運転を達成することができ、その際に、有害物質エミッションの低減も保証される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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